Banner-Day Bakery Solutions

Introducción:

El sistema de control más común en la industria permite a una zona del horno el agregar/restar capacidad de calentamiento para prevenir subidas y bajadas de temperatura. Sin embargo, debido a que este control solo se enfoca en temperatura, no se alcanza una verdadera precisión. En realidad, se pueden presentar situaciones en las cuales este esquema realmente funciona contra sí mismo, causando una pérdida incrementada y; en algunos casos, reduce la efectividad para reducir el calor latente del horno.

En cambio, el sistema de control de temperatura de Banner-Day, que está basado en temperatura/control, no solo proporciona un control excepcional sobre la capacidad de la zona de calentamiento, pero lo logra mientras proporciona un control de temperatura y manteniendo la definición de calor latente.

Descripción del Control de Temperatura de Zona en el Horno

Los esquemas de control de temperatura de zona en el horno, se diseñan para mantener la temperatura dentro de cualquier zona, tan cerca del punto establecido deseado como sea posible. Históricamente, esto fue logrado terminantemente por el control del índice de fuego, a través de la modulación del cabezal de la presión de aire por el motor/válvula de modulación. La desventaja de este esquema era que incluso en el índice mínimo de fuego, a menudo existía demasiada capacidad de calentamiento en una zona dada del horno. Esto causo un desplazamiento en la temperatura cuando hubo una reducción o no hubo producto en la zona. Un arreglo común para esto era usar cacerolas vacías o llenas con agua, comúnmente conocidas como cacerolas destello, para absorber el exceso de calor.

Con el advenimiento de DSI y el uso de los sistemas de control automatizados, llegó a ser posible el apagador o “Preparar” hornillas individuales. Este redujo aún más la capacidad de calentamiento de una zona dada a niveles aceptables, negando la necesidad de cacerolas destello. Antes de DSI, la relación de reducción estaba en 3:1. Desde DSI y el uso de la reparación, la relación de 12:1 es obtenible.

Mientras que casi todos los fabricantes de sistemas de control de hornos han implementado alguna forma de montaje de hornilla en hornos nuevos, reconstruidos y adaptados, haciendo la capacidad de calentamiento total de una zona dada sea ajustable, la mayoría se quedan cortos al proporcionar precisión en el control de temperatura. Sin embargo, Banner-Day ha dado el siguiente paso al proporcionar un esquema confiable, estable y exacto de control de temperatura en la zona.

Esquemas Comunes de Control de Temperatura en la Industria

El esquema común de control de temperatura en la industria está basado solamente en la temperatura. La temperatura del proceso es utilizada conjuntamente con el punto establecido por un control PID para ordenar al motor la modulación que conduzca el índice de fuego.

El montaje de hornilla también es terminantemente una función de la temperatura. En las desviaciones específicas de temperatura en el punto de ajuste, las hornillas están montadas en un intento por reducir la capacidad de calentamiento de una zona dada. Por ejemplo, la etapa 1 puede ocurrir a 5 grados debajo del punto de ajuste, la etapa 2 puede ocurrir en el punto de ajuste, la etapa 3 puede ocurrir a 5 grados sobre el punto de ajuste, y la etapa 4 puede ocurrir a 10 grados sobre el punto de ajuste.

Este esquema tiene varios problemas inherentes. Primero, el montaje se basa en la desviación de la temperatura, lo que significa que la desviación de la temperatura DEBE ocurrir. Si uno asume que la desviación deseada de la temperatura óptima es CERO, este esquema no es óptimo.

En segundo lugar, este esquema no permite una demanda de carga verdadera. Por ejemplo, si un producto, tal como un producto con tapa, con una demanda de calor muy alto está en funcionamiento, cerca de la capacidad máxima de calentamiento del horno, este esquema de control puede exacerbar el problema. Mientras que el horno lucha por alcanzar el punto de ajuste de la zona en el índice máximo de fuego, puede encontrar una reducción repentina de capacidad del 25% porque se acercó a 5 grados de la ventana de montaje. Consecuentemente, el punto de ajuste nunca se alcanzó.

La situación inversa también puede existir. Si el horno funcionara vacío, el motor/válvula de modulación conducirá las hornillas al índice más bajo de fuego y todas las hornillas serán apagadas. Mientras que el producto se reintroduce al horno y la carga de calor aumenta, las hornillas comenzarán a montarse más rápido que lo que el motor/válvula de modulación puede llevar un respaldo. Consecuentemente, cuando se alcanza el punto de ajuste, la modulación del motor tenderá a mantener el índice MÁS BAJO posible de fuego, con las hornillas encendiéndose y apagándose, proporcionando control en lugar de la modulación del motor/válvula. Esto puede tener un impacto serio en la definición de calor latente de las hornillas asociadas. Si el índice de fuego es muy bajo, la temperatura de la zona total podrá ser mantenida, pero la definición de calor latente podrá no ser aceptable. Esto puede resultar fácilmente en que el producto tenga un color desigual a través de la anchura del horno.

Por último, cualquier desajuste menor en los valores de ajuste de control en el PID, o desajuste mecánico en motor/válvula de modulación puede causar lo qué debería ser un control variable de la capacidad de calentamiento en la zona del horno a convertirse repentinamente en un esquema terminante de encendido/apagado de cuatro etapas. En esta situación, el motor de modulación mantiene típicamente su posición anterior y las hornillas se ajustan en encendido y apagado. Esto reduce a futuro la precisión del control de la temperatura.

Esquema de Control de la Temperatura del Banner-Day

Mientras que el esquema de control de la temperatura de Banner-Day tiene algunas similitudes con las prácticas más comunes en la industria, el esquema de Banner-Day tiene una diferencia significativa que permite el control de temperatura continuo de presión en la zona. La diferencia es que un proceso de valor es agregado al esquema de control: presión del cabezal de aire.

El sistema Banner-Day permite el control de PID para ordenar un índice de fuego basado en el proceso de temperatura en la zona y la temperatura del punto de ajuste, de la misma manera que el esquema de control más común en la industria. La diferencia entre el estándar de la industria y Banner-Day está en el esquema de montaje. En vez de un esquema de montaje basado en la desviación de la temperatura, las etapas del sistema Banner-Day en la presión del cabezal de aire que es manejada por el control del PID.

Conforme cae la presión del cabezal de aire, el sistema Banner-Day monta los grupos de hornillas en modo apagado. Si la presión del cabezal de aire incrementa, las hornillas volverán a encenderse. Puesto que este sistema se basa con eficacia en la demanda de la carga, se pueden mantener temperaturas exactas. Un sistema Banner-Day funcionando en estado constante, mintiendo típicamente la temperatura dentro de 2 grados del punto de ajuste. Un cambio repentino en demanda de carga causada por introducir producto a un horno vacío, o, inversamente, un horno completo funcionando vacío, típicamente resultara en una desviación de no más de 10 grados, que se corregirá rápidamente.

Ya que la desviación de la temperatura es no más un requisito para montaje, las desviaciones se mantendrán en mínimo absoluto. La desviación de la temperatura como estimación de la capacidad de calentamiento se elimina. Si la capacidad de calentamiento máxima es requerida en o cerca del punto de ajuste, la capacidad máxima será mantenida. Los efectos de los desajustes menores serán minimizados. Ya que la modulación de presión en el cabezal de aire DEBE ocurrir primero, se debe mantener siempre un control variable continuo. Como resultado del índice de fuego de hornilla siendo optimizado antes del montaje, la definición de calor latente se mantiene todo el tiempo.

Conclusiones

Mientras que comparten algunas semejanzas, el sistema de control de la temperatura de Banner-Day es muy superior a las prácticas estándar de la industria por las siguientes razones:

  • Control de Precisión de Temperatura - Las temperaturas de estado constante están dentro del punto de ajuste de 2 grados. Esto significa que solamente usando el contenido requerido de BTU para hornear el producto, lo que se traduce en ahorros de energía. También significa que el panadero puede apretar la ventana de calidad con confianza para asegurar un producto mejor y más constante para el consumidor.
  • Definición Optima de Calor Latente - Las hornillas del sistema Banner-Day empiezan a apagarse ANTES de alcanzar el índice más bajo de fuego, permitiendo que las hornillas restantes funcionen en un índice de fuego más alto. Esto, a su vez, ayuda a mantener la definición de calor latente establecida por el panadero para prevenir tener un producto oscuro/claro en el horno.

Terminología

Zona de Horno - Grupo de hornillas de hornos que tienen un suministro como de un cabezal de aire y cabezal de gas natural. Cada zona es totalmente independiente de las otras. Todas las hornillas dentro de una zona dada funcionan en el mismo índice de fuego, controlada por la modulación en el motor/válvula de presión del cabezal de aire.

Motor/Válvula de Modulación - Válvula de mariposa motorizada que controla la presión del cabezal de aire para la zona del horno asociada. Cada motor tiene su propio control PID, permitiendo control variable constante sobre el índice de fuego para la zona.

Arrancador de Chispa Directa (DSI) - Cada hornilla tiene una fuente de ignición dedicada, combinada con un monitor de seguridad de flama.

Control Derivado Integral Proporcional (Control PID) - Método para controlar infinitamente una proceso de valor (es decir. análogo) variable (temperatura, flujo, etc.) basado en el proceso actual de valor y el punto de ajuste deseado. Este método de control permite tener un control muy apretado, minimizando las subidas y bajadas cuando se ajustan correctamente.

Montaje (también conocido como Reducción) - Es la práctica de apagar un porcentaje de hornillas de horno (típicamente el 25%), en una zona del horno en ETAPAS para reducir la capacidad de calentamiento de esa zona.

Relación de Reducción - Radio entre la capacidad de calentamiento máxima y mínima de cualquier hornilla o zona. Por ejemplo, si la capacidad de calentamiento máxima de una zona es de 600.000 BTU, y el mínimo es de 200.000 BTU, el radio de reducción el 600,000:200,000 o 3:1.

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